estruturas de montagem de painéis solares de solo com lastro de concreto
estruturas de montagem de painéis solares no solo com lastro de concreto,Uma solução fundamental para projetos solares comerciais e de grande escala onde a instalação no telhado não é viável e a perfuração do solo é indesejável. O que são sistemas de montagem em solo com lastro de concreto?
Um sistema de montagem com lastro de concreto é uma fundação não perfurante, com peso distribuído uniformemente, para painéis solares. Em vez de ser ancorada no solo com estacas cravadas ou pilares de concreto, toda a estrutura é mantida no lugar pelo próprio peso dos blocos de concreto.
Esses sistemas são usados principalmente em dois cenários:
Em telhados planos ou com pouca inclinação: Especialmente em grandes edifícios comerciais com coberturas de membrana (EPDM, TPO, PVC) que não podem ser perfuradas. (Vamos nos concentrar em aplicações no solo, mas o princípio é idêntico.)
No local: Onde as condições do terreno dificultam, encarecem ou proíbem a perfuração ou cravação tradicionais. Componentes principais de um sistema de lastro no solo: 1. Blocos de lastro de concreto: Estes são a base da fundação. Eles podem ser: • Blocos pré-moldados: Blocos de concreto padrão (como grandes blocos de concreto celular) adquiridos de um fornecedor. • Calhas moldadas sob medida: Calhas de concreto longas em formato de U onde os trilhos de sustentação se encaixam. Estas são comuns e distribuem o peso uniformemente. • Blocos moldados no local: Concreto despejado em fôrmas no local, o que pode ser mais econômico para projetos muito grandes.
Como funcionam os sistemas de lastro:Princípio de Engenharia: O sistema resiste ao levantamento pelo vento ou ao deslocamento por outras forças através do peso do lastro, e não da profundidade da fundação. • Elevação pelo Vento: A principal força a ser superada. À medida que o vento flui sob e sobre os painéis inclinados, cria uma força de elevação. O peso total do lastro de concreto deve ser significativamente maior que a força de elevação calculada para o local. • Momento de Tombamento: O vento também tenta tombar a estrutura. O peso do lastro, combinado com a base larga das bandejas de lastro, cria um momento estabilizador que resiste a essa força de tombamento. • Fator de Segurança: Os engenheiros projetam esses sistemas com um fator de segurança elevado (por exemplo, 1,5 ou superior).
Isso significa que o peso do lastro é calculado para ser 50% ou mais superior à força de sustentação máxima esperada.
Principais vantagens das montagens de solo com lastro
Sem perfuração do solo (maior vantagem): • Ideal para terrenos contaminados ou remediados: Pode ser construído em áreas industriais abandonadas com coberturas que não podem ser rompidas. • Evita serviços subterrâneos: Sem risco de atingir tubulações elétricas, de gás ou de água. • Protege aterros sanitários: Perfeito para instalações solares em aterros sanitários fechados. • Simplifica o licenciamento: Geralmente possui um processo de licenciamento mais simples do que sistemas com perfuração, pois não é considerado uma estrutura permanente em algumas jurisdições.
Reversibilidade e impacto mínimo no local:• O sistema não é permanente. Ao final da vida útil do conjunto, os blocos podem ser removidos e, frequentemente, reciclados, e o terreno retorna ao seu estado original com mínima perturbação.
Relação custo-benefício em locais adequadosEm locais com solo problemático (rochoso, lençol freático alto) ou com as restrições mencionadas acima, os sistemas de lastro podem ser significativamente mais baratos do que lidar com escavações complexas ou perfurações especializadas.
Principais desvantagens e desafios de design
A capacidade de suporte do solo é crucial: esta é a restrição de engenharia mais importante. O solo deve ser capaz de suportar o imenso peso do concreto sem sofrer recalques irregulares. Um engenheiro geotécnico deve realizar ensaios no solo para determinar sua capacidade de suporte admissível (por exemplo, 2.500 psf). Solos de baixa qualidade (por exemplo, aterro solto, argila) podem inviabilizar ou tornar proibitivamente caros os sistemas de lastro.
Altos custos de materiais e transporte:• O concreto é extremamente pesado. Transportar milhares de blocos de concreto até o local da obra é caro e logisticamente complexo. • O sistema utiliza uma quantidade muito maior de alumínio/aço para a estrutura de suporte, criando uma base ampla e estável.
Não é adequado para terrenos inclinados: Os sistemas de lastro são projetados para terrenos muito planos (normalmente com inclinações inferiores a 3-5 graus). São impraticáveis em encostas.
Captura de vento: Em regiões de ventos fortes, o projeto deve ser cuidadosamente elaborado para evitar que o vento entre por baixo do conjunto de painéis solares e o levante. Isso geralmente requer um ângulo de inclinação muito baixo ou defletores de vento.
Potencial para o crescimento da vegetação:Sem uma preparação adequada do local (geotêxtil e cascalho), a vegetação pode crescer e levantar as bandejas de lastro, comprometendo a estabilidade. O Processo de Projeto e Instalação
Levantamento geotécnico: um primeiro passo indispensável para determinar a capacidade de suporte do solo.
Análise de cargas de vento e neve: Um engenheiro calcula as cargas específicas de elevação causadas pelo vento e pela neve para o local do projeto, utilizando normas locais (por exemplo, ASCE 7).
Cálculo de lastroO fabricante ou engenheiro de estantes calcula a quantidade exata de contrapeso necessária por módulo ou por mesa para suportar as cargas, com uma margem de segurança. Isso determina o tamanho e o número de blocos.
Preparação do local:O terreno é nivelado para ficar perfeitamente plano. Um tecido geotêxtil é colocado e, frequentemente, coberto com uma camada de cascalho para drenagem e supressão de ervas daninhas.
Layout e MontagemAs pernas de sustentação e as terças transversais são montadas no chão.
Colocação do lastro: Os blocos de concreto são cuidadosamente colocados nas bandejas ou suportes de lastro de acordo com o projeto de engenharia.
Instalação do módulo:Os painéis solares são fixados à estrutura agora lastreada. Principais marcas e tipos de sistemas: • Terrasmart: Uma das principais empresas do mercado americano, conhecida por suas soluções lastreadas para instalações em solo e telhado, frequentemente utilizando um sistema de trilho dividido para facilitar a instalação. • GameChange Solar: Oferece o sistema Genius Ballast, que utiliza blocos de lastro pré-moldados e uma estrutura de fixação altamente configurável. • Schletter: Fabricante alemã com presença global, que oferece sistemas lastreados robustos para diversos tipos de terreno. • Unirac: Fornece soluções lastreadas para telhados planos comerciais, cujos princípios são semelhantes aos de outros sistemas.suportes de solo.
ConclusãoQuando escolher uma fundação de solo lastreada: Escolha um sistema lastreado quando: • O local tiver alta capacidade de suporte do solo. • A perfuração for proibida (aterros sanitários, terrenos contaminados, áreas seladas). • O terreno for muito plano. • As condições do subsolo forem desafiadoras (rocha, lençol freático alto), tornando a perfuração mais cara. Evite um sistema lastreado quando: • O solo for fraco ou tiver baixa capacidade de suporte. • O terreno for inclinado. • O local for remoto e o custo do transporte de grandes quantidades de concreto for proibitivo.
Resumindo,suportes de solo de lastro de concretoSão uma solução de engenharia altamente especializada e de valor inestimável que possibilita o desenvolvimento de energia solar em larga escala em locais onde os métodos tradicionais falham, transformando terrenos antes inutilizáveis em uma fonte de energia limpa.